武汉索福德消息,中科院最近发布的一份报告指出,石墨烯的研究与发展持续升温,从石墨烯专利领域来看,石墨烯应用技术热点包括:石墨烯用来当锂离子电池电极材料、太阳能电池正负材料、透明电极等。主要集中在如下几个领域:
(一)传感器领域。石墨烯因为有独特的特点在二维结构在传感器中有着十分广泛的运用,石墨烯具有体积小、表面积大、灵敏度高、响应时间快、电子传递快、易于固定蛋白质并保持其活性等特点,能提升传感器的各项性能。主要用于气体、生物小分子、酶和DNA电化学传感器的制作。新加坡南洋理工大学开发出了敏感度是普通传感器1000倍的石墨烯光传感器;美国伦斯勒理工学院研制出性能远超现有商用气体传感器的廉价石墨烯海绵传感器。
(二)半导体材料领域。石墨烯被很多专家被认为是替代硅的理想材料,很多有实力的企业均开展了石墨烯半导体器件的研发。韩国一所大学开发出了高稳定性n型石墨烯半导体,可以长时间暴露在空气中使用。美国一所知名大学大学也研发出石墨烯-硅光电混合芯片,在光互连和低功率光子集成电路领域具有广泛的应用前景。IBM的工作人员开发出了石墨烯场效应晶体管,,频率性能远超相同栅极长度的最先进硅晶体管的截止频率(40GHz)。
(三)生物医学领域。石墨烯及其衍生物在纳米药物运输系统、生物检测、生物成像、肿瘤治疗等方面的应用广阔。以石墨烯为基层的生物装置或生物传感器可以用于细菌分析、DNA和蛋白质检测。如美国宾夕法尼亚大学开发的石墨烯纳米孔设备可以快速完成DNA测序。石墨烯量子点应用于生物成像中,与荧光体相比具有荧光更稳定、不会出现光漂白和不易光衰等特点。石墨烯在生物医学领域的应用研究虽处于起步阶段,但却是产业化前景最为广阔的应用领域之一。